锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3研究进展

锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3具有环保、安全性能好、成本低廉、结构稳定、电化学性能较好等特点,吸引了研究者的广泛关注.本文对Li3V2（PO4）5的结构、制备方法和电化学性能的研究现状进行了综述,并对其进行了展望.Li3V2（PO4）5很有希望产业化,进而取代目前市场上的主流材料LiCoO2。     

锂离子电池正极材料磷酸钒锂的研究进展

Li3V2(PO4)3因具有优异的电化学性能,成为目前倍受关注的锂离子电池正极材料。介绍了单斜结构磷酸钒锂[α-Li3V2(PO4)3]的结构及充放电机理,概述了几种主要的制备Li3V2(PO4)3方法,包括了固相法、溶胶-凝胶法、微波法。同时阐述了几种主要方法用来对Li3V2(PO4)3电化学性能进行改性研究,对该材料的发展前景进行了展望。     

铜（Ⅱ）掺杂Li3V2（PO4）3/C的结构与性能

用一步碳热还原法制备了Li3V2-xCux(PO4)3/C(x=0.00、0.02、0.05、0.08、0.10、0.15)复合正极材料,并研究了掺杂对材料结构、微观形貌、充放电性能的影响。结果表明掺杂少量铜(Ⅱ)不会影响材料Li3V2(PO4)3的基本结构,但会在Li3V2(PO4)3中形成电子缺陷,提高晶体内部原子的无序化程度,降低极化和电荷转移电阻。从而改善材料的电化学性能。Li3V1.98Cu0.02(PO4)3/C的10 C放电容量比Li3V2(PO4)3/C提高了20 mA.h/g,具有较好的倍率性能。     

聚阴离子型锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3的研究进展

与LiFePO4相比,单斜结构的磷酸钒锂（Li3V2（PO4）3）具有更高的Li＋扩散系数和更高的放电电压、能量密度和高的比容量,已成为锂离子电池正极材料的研究热点之一.综述了近年来Li3 V2（PO4）3的主要合成方法、充放电机理及其掺杂改性的研究现状,并且对Li3V2（PO4）3的发展趋势进行了展望.     

锂离子电池正极材料Li3V2[(PO4)1-xFx]3/C的合成及性能表征

以LiH2PO4、LiF和V2O5为原料,蔗糖为还原剂,用碳热还原法合成了Li3V2[(PO4)1-xFx]3/C(x=0、0.02、0.05、0.08、0.10和0.15),并用X射线衍射、Fourier变换红外光谱、循环伏安、交流阻抗谱和恒流充放电技术研究了F-掺杂对材料结构和电化学性能的影响.结果表明:F-掺杂Li3V2(PO4)3/C与纯Li3V2(PO4)3/C均为单斜结构,但少量的F-掺杂可提高电极反应可逆程度和电导率,降低电荷传递阻抗;在所得的F-掺杂材料中,Li3V2[(PO4)0.95F0.05]3/C具有较好的电化学性能.在3.0～4.2V (vs.Li/Li+)循环时,电极的0.5C放电容量为124.4 mA·h/g,50次循环后容量保持率为98.5％,15C下的放电容量为84.7mA·h/g,50次循环后容量保持率为97.4％,而Li3V2(PO4)3/C的仅为59.2 mA·h/g和89.0％.     

离子掺杂对Li_3V_2(PO_4)_3/C电化学性能的影响

采用溶胶-碳热还原法制备了Li3V2-xMx(PO4)3/C(M=Ti,Fe,Ce;x=0.06)复合正极材料,通过XRD、SEM、恒流充放电和电化学阻抗等测试方法研究了Ti4+、Fe3+和Ce3+适量掺杂对材料结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:Ti4+、Fe3+和Ce3+的适量掺杂并未改变材料结构,对材料形貌也未产生明显的影响,但可以在一定程度上降低一次颗粒的尺寸,提高材料的电导率。所有掺杂材料的充放电性能和循环稳定性明显改善,其中Li3V1.94Fe0.06(PO4)3/C表现出最优的电化学性能。     

磷酸铁锂和磷酸钒锂复合正极材料研究进展

自锂离子电池被发现以来,对锂离子电池的正极材料的研究也趋于白热化.继LiCoO2之后兴起了一系列可以作为锂离子电池正极的材料.由于稳定性好,安全性能高,绿色环保而且资源比较丰富,LiFePO4和Li3V2(PO4)3成为锂离子正极材料的候选材料之一,也是现在的研究重点.此文章主要对LiFePO4和Li3V2(PO4)3的结构特点,二者复合材料的复合机制以及电化学性能进行论述,并对LiFePO4和Li3V2(PO4)3复合锂离子电池正极材料的应用及发展方向进行说明.     

电池正极材料Li3V2-2x/3Mnx（PO4）3/C的制备及性能研究

以V2O5、NH4H2PO4、Li2CO3、(CH3COO)2Mn.4H2O原料,以葡萄糖和抗坏血酸为复合还原剂及碳源,通过常温还原-低温烧结法制备锂离子电池正极材料Li3V(2-2x/3)Mnx(PO4)3/C(x=0,0.03,0.06,0.09,0.12)。通过X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),恒电流充放电测试对该正极材料的物相、结构、微观形貌以及电化学性能进行了表征。结果表明,Mn2+的掺杂对磷酸钒锂电化学性能的发挥影响很大,其中当锰掺杂量x=0.09时材料表现出最佳的电化学性能,0.2 C倍率条件下首次放电比容量131 mAh/g,循环50次后容量衰减仅为4.02%。     

聚阴离子型锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3的研究进展

与LiFePO4相比,单斜结构的磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3)具有更高的Li+扩散系数和更高的放电电压、能量密度和高的比容量,已成为锂离子电池正极材料的研究热点之一。综述了近年来Li3V2(PO4)3的主要合成方法、充放电机理及其掺杂改性的研究现状,并且对Li3V2(PO4)3的发展趋势进行了展望。     

Li4Ti5O12/Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3复合负极材料的制备及其性能*

采用溶胶-凝胶法合成Li4Ti5O12/Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3复合负极材料,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、恒电流充放电、循环伏安和电化学阻抗研究复合材料的结构、形貌及电化学性能。结果表明：溶胶-凝胶法能合成纯相Li4Ti5O12/Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3复合负极材料,所合成材料颗粒均匀。与纯相Li4Ti5O12相比,引入Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3的Li4Ti5O12复合负极材料具有更低的锂离子嵌入/脱出阻抗,Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3质量分数为1%、2%、3%、4%、5%的Li4Ti5O12复合材料首次放电容量比纯相Li4Ti5O12分别提高了6.2%、11.8%、15.5%、8.0%和2.0%。Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3质量分数为3%的Li4Ti5O12复合负极材料20次循环后每次循环容量衰减率为0.022%,循环性能最好。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的制备及电化学性能研究

以Li3PO4和Fe（3PO4）.28H2O为原料,采用固相法成功制备了锂离子电池正极材料LiFePO4,并讨论了Li3PO4用量对材料的影响。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和充放电测试等手段对最终产物的物相、形貌和电化学性能进行了表征。结果表明,按计量比制备的LiFePO4样品具有较好的电化学性能,以0.1、0.5、1和5 C（1C=150 mA/g）的倍率进行充放电,首次放电比容量分别为135.6、123.8、116.2和56.5 mAh/g。磷酸锂过量8%制备的样品具有较好的高倍率性能,5C时放电比容量为80.3 mAh/g;而磷酸锂过量30%的样品则具有很好的小倍率放电比容量,0.1C时放电比容量为151.1 mAh/g。     

锂离子电池正极材料LiCo1／3Mn1／3Ni1／3O2的制备与性能研究

采用机械活化-高温固相法制备了锂离子电池正极材料LiCo1／3Mn1／3Ni1／3O2研究球磨方式与n（Li）／n（M）对合成产物结构与性能的影响。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和电化学性能测试对所得样品的结构、形貌及电化学性能进行了表征。研究结果表明,优化试验条件下制备得到的材料具有良好的循环性能,在电压范围2．7～4．2V内,充放电的电流值为20mA／g时,初始放电比容量为160mA·h／g,30次循环后容量保持率为96．98％。     

磷酸盐锂电池正极材料的研究进展

作为聚阴离子型锂离子电池正极材料,单斜结构Li3V2（PO4）3及橄榄石型LiFePO4因具有结构稳定、循环性能优良及安全性能好等突出优点而日益为人们所关注,成为极具开发和应用潜力的新一代锂离子电池正极材料,尤其是在对材料要求较高的动力电源领域的应用。但由于两者均存在影响电化学性能的低电导率问题,因此提高电导率已成为研究这两种材料的重点。本文主要介绍了近年来磷酸铁锂和磷酸钒锂的研究现状及成果,并对今后的发展进行展望。     

碳保护固相合成Li3V2（PO4）3/C工艺及其电化学性能研究

在碳粉填埋保护条件下,分别以草酸、硝酸锂、磷酸二氢铵和偏钒酸铵为碳源、锂源、磷源和钒源,采用固相合成法,在900,1 000,1 100℃下制备了Li3V2（PO4）3/C正极材料。X射线衍射、扫描电子显微镜和充放电分析测试表明,900,1 000,1 100℃焙烧均可获得较纯且粒径为50 nm~3μm的Li3V2（PO4）3/C;随焙烧温度升高,合成产物中的LiVP2O7杂质相含量下降;在0.1 C充放电倍率下,900,1 000,1 100℃合成的Li3V2（PO4）3/C充放电30次后容量保持率分别为80%,98.5%和95.7%。     

锂离子电池钒系正极材料的研究进展

锂离子电池具有很多的优良特性,发展很快并得到了广泛的应用。其中锂离子电池正极材料的研究主要集中在第四周期过渡金属的嵌锂氧化物LiCoO2、Li Ni O2、LiCoxNi1-xO2、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2、Li MnO2、Li Mn2O4、Li Mn2O4、LiFePO4上,近年来,钒系正极材料的研究引起了人们的广泛关注。本文对钒系化合物Li V3O8、V2O5、V6O13、Li V2O4和Li Ni VO4等正极材料的制备方法、结构及电化学性能的研究现状进行了综述。     

锂离子电池富锂正极材料0．5Li2 MnO3·0．5LiMn1／3Ni1／3Co1／3O2的研究

采用碳酸盐沉淀法合成了锂离子电池富锂正极材料0．5Li2：MnO3·0．5LiMn1／3Ni1／3Co1／3O2并对其结构、形貌以及电化学性能进行了测试。XRD测试表明富锂正极材料具有良好的层状结构,电化学测试表明材料0．5Li2：MnO3·0．5LiMn1／3Ni1／3Co1／3O2具有良好的循环特性、倍率性能,这与其结构和形貌是分不开的。     

共生Li3PO4对LiFePO4电化学性能的影响

采用固相法制备出xLi3PO4/LiFePO4/C(x=0,0.025,0.05,0.10,0.15,0.20,0.50)复合锂离子电池阴极材料.电化学充放电测试显示,0.025Li3PO4/LiFePO4/C材料的性能优于同时制备的对比样品LiFePO4/C的.0.025Li3PO4/LiFePO4/C材料以0.1 ...     

以铁泥为原料合成Fe_2O_3并制备LiFePO_4/C

采用溶解还原、沉淀、球磨、灼烧、稀HNO3处理等工艺过程,将铁泥中的Fe以Fe2O3的形式回收。以得到的Fe2O3为原料经过高温固相法合成Li Fe PO4/C作为锂离子电池的正极材料。分别研究了"球磨"和"稀HNO3处理"两个工艺步骤对产品性能的影响。XRD分析结果表明Li Fe PO4/C属橄榄石型晶系纯相。SEM图片显示Li Fe PO4/C颗粒均匀,尺寸分布在100~150 nm之间。通过电池充放电测试表征了Li Fe PO4/C的电化学性能,实验结果表明,由于采用优化的工艺过程制备的Fe2O3中适量保留了铁泥中的Co、Cr和Ni元素,所合成的Li Fe PO4/C表现出较好的循环稳定性和倍率性能。     

溶剂热法合成锂离子电池正极材料-纳米LiFe1/3Mn1/3Co1/3PO4/C

首次报道了溶剂热法合成一种新型锂离子电池正极材料LiFe1/3Mn1/3Co1/3PO4,并对其结构和电化学性能进行了研究。合成的LiFe1/3Mn1/3Co1/3PO4属正交晶系结构,扫描电镜照片显示合成的材料是长度300～400nm,宽度200．250nm,厚度约100nm的板状结构。以碳包覆后的LiFe1/3Mn1/3Co1/3PO4作为正极材料组装电池进行充放电测试,在3．5V,4．1V,4．6V出现了三个平台,分别对应Fe^3＋／Fe^2＋,Mn^3＋／Mn^2＋,Co^3＋／Co^2＋氧化还原电对,0．2C时首次放电容量达到142．2mAh／g,经过50次循环后可逆容量仍保持在92．6mAh／g。     

锂离子电池Li_3V_(2-x)Al_x(PO_4)_3正极材料合成及性能研究

以V_2O_5、LiOH、NH_4H_2PO_4、Al(OH)_3和柠檬酸为原料采用溶胶-凝胶法合成V位掺杂Al3+的Li_3V_(2-x)Al_x(PO_4)_3/C复合材料,仔细研究Al3+掺杂对磷酸钒锂材料电化学性能的影响,确定最佳的Al掺杂量。同时借助各种分析手段(如XRD、SEM、TG-DTA)对掺杂后Li_3V_(2-x)Al_x(PO_4)3/C材料结构变化进行探究,深入理解V位掺杂对电化学性能产生作用的内在机理。Li_3V_2-xAlx(PO_4)_3/C(x=0,0.02,0.05,0.1,0.15,0.2)首次放电比容量分别为103.7 m Ah/g,105.7 m Ah/g,108.4 m Ah/g,141.1 m Ah/g,130.1 Ah/g,124.8 m Ah/g。在一定范围内,随着Al3+量的提高,相应的Li3V2-xAlx(PO4)3/C的首次放电比容量也不断的增加。